一种番茄育种方法

农业,林业,园林,畜牧业,肥料饲料的机械,工具制造及其应用技术1.本发明涉及一种番茄育种方法，属于植物育种技术领域。背景技术：2.番茄即西红柿，是管状花目、茄科、番茄属的一种一年生或多年生草本植物。番茄含有丰富的营养成分，包括维生素c、维生素b3、番茄红素、谷胱甘肽、苹果酸和柠檬酸等，其中维生素b3的含量占据果蔬之首。维生素c和维生素b3具有美白和抗氧化的作用，还能促进体内的血液循环、降低血压血脂；番茄红素是一种天然类胡萝卜素，谷胱甘肽是一种多肽化合物，二者具有清除自由基、提高免疫力、保护心血管和一定的预防癌症作用；苹果酸和柠檬酸，对脂肪及蛋白质的消化有一定的协助作用。因此，番茄是世界性的经济作物，在全球的蔬菜作物栽培中有着重要的地位。且随着人们生活水平的提高，消费者对番茄品质要求也越来越高。然而，番茄在生长过程中会受到干旱、低温等逆境胁迫的影响，并且会受到病毒虫害的侵害，造成番茄产量下降。因此，获得同时具有抗病、抗旱、抗寒、优质和高产的番茄新品种具有重要意义。目前番茄育种的方法主要为杂交育种，但是这种方法需要数代培养，制种过程繁琐，制种产量难以得到保证，且存在种子纯度较低的问题。技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种简单快速、种子纯度高的番茄育种方法。4.为了实现以上目的，本发明的番茄育种方法所采用的技术方案为：5.一种番茄育种方法，包括以下步骤：6.(1)将a番茄作为母本，b番茄作为父本进行杂交，获得f1代，再将f1代作为母本，c番茄作为父本进行杂交，得到复合杂交番茄；所述a番茄为抗病品种番茄，b番茄为优质品种番茄，c番茄为高产品种番茄；7.(2)将复合杂交番茄进行大孢子培养，得到dh纯系，再将dh纯系进行胁迫处理，得到新品种番茄。8.本发明的番茄育种方法，首先通过复合杂交获得复合杂交番茄，再通过大孢子培养获得dh纯系，可以缩短复合杂交番茄纯化的过程，最后将dh纯系进行胁迫处理以提高dh纯系的抗逆性，得到新品种番茄。本发明的番茄育种方法培育出的番茄新品种的植株长势好，连续坐果能力强，品质优、产量高，并且具有抗旱性好、耐低温能力强、抗病性强、耐弱光能力强的优点。9.优选地，所述a番茄为维也纳2号；所述b番茄为粉太郎2号；所述c番茄为沃粉360。10.优选地，a番茄和b番茄进行杂交的方法包括以下步骤：在a番茄开花的前一天下午对a番茄进行去雄，然后在a番茄去雄的当天或第二天用b番茄的花粉对a番茄进行授粉。优选地，所述授粉的时间为上午十点至下午4点。优选地，所述授粉的温度为18～28℃。优选地，b番茄的花粉的采集时间为授粉当天。11.优选地，f1代和c番茄进行杂交的方法包括以下步骤：在f1代开花的前一天下午对f1代进行去雄，然后在f1代去雄的当天或第二天用c番茄的花粉对f1代进行授粉。优选地，f1代和c番茄进行杂交的方法中，所述授粉的时间为上午十点至下午4点。优选地，f1代和c番茄进行杂交的方法中，所述授粉的温度为18～28℃。优选地，f1代和c番茄进行杂交的方法中，c番茄的花粉的采集时间为授粉当天。12.优选地，将复合杂交番茄进行大孢子培养的方法包括以下步骤：将复合杂交番茄的花蕾进行消毒，然后从消毒后的花蕾中获得离体胚珠，再将离体胚珠进行诱导培养，得到愈伤组织，然后将愈伤组织进行分化培养至愈伤组织分化出不定芽，再将不定芽进行生根培养，得到生根植株，再将生根植株中根尖染色体数为12的植株进行染色体加倍处理，然后选出根尖染色体数为24的植株，即得再生植株，最后将再生植株进行移栽，得到所述dh纯系。13.可以理解的是，生根培养得到的生根植株的根尖的染色体数可能为24，也可能为12，通过对生根植株的根尖的染色体数进行鉴定，可以确定根尖的染色体数，如果生根植株的根尖的染色体数为24，则无需对该生根植株进行处理；如果生根植株的根尖的染色体数为12，则采用秋水仙素进行染色体加倍处理，得到根尖的染色体数为24的生根植株，最后挑选出根尖的染色体数为24的生根植株，即得再生植株。14.优选地，所述生根植株的根长为1～2cm。15.优选地，所述消毒是先将花蕾浸入酒精溶液中进行表面消毒，再将表面消毒后的花蕾浸入消毒混合液中进行深度消毒；所述消毒混合液由体积比为1:1的84消毒液和水组成。优选地，所述酒精溶液的体积分数为75％。优选地，所述表面消毒的时间为30s。优选地，所述深度消毒的时间为20～22min。16.优选地，所述花蕾为复合杂交番茄开花前4～5天的花蕾。17.优选地，所述诱导培养所用的培养基主要由b5培养基和2,4-二氯苯氧乙酸、6-苄氨基腺嘌呤、蔗糖、琼脂组成，其中，2,4-二氯苯氧乙酸的终浓度为2.0μmol/l，6-苄氨基腺嘌呤的终浓度为1.0μmol/l，蔗糖的终浓度为20g/l，琼脂的终浓度为8g/l。优选地，所述诱导培养所用的培养基的ph为5.8～6.0。优选地，所述诱导培养在黑暗环境中于28℃的条件下进行。优选地，所述愈伤组织的高度为2～3mm。所述2,4-二氯苯氧乙酸的简称为2,4-d，所述6-苄氨基腺嘌呤的简称为6-ba。18.优选地，所述分化培养所用的培养基主要由b5培养基和吲哚-3-乙酸、玉米素、蔗糖、琼脂组成，其中，吲哚-3-乙酸的终浓度为0.01mg/l，玉米素的终浓度为2.0mg/l，蔗糖的终浓度为20g/l，琼脂的终浓度为8g/l。优选地，所述分化培养所用的培养基的ph为5.8～6.0。优选地，所述分化培养在光周期分别为12～16h光照、8h黑暗的光循环环境下进行。优选地，所述光照的强度为1500～2000lx。优选地，所述分化培养的温度为25～28℃。优选地，所述不定芽的叶片数为2～4。所述吲哚-3-乙酸的简称为iaa，所述玉米素的简称为zeatin。19.可以理解的是，光周期分别为12～16h光照、8h黑暗的光循环环境是指由光周期为12～16h光照与光周期为8h黑暗交替循环而形成的光循环环境。20.优选地，所述生根培养所用的培养基主要由ms培养基和吲哚丁酸、特美汀、蔗糖组成，其中，吲哚丁酸的终浓度为2mg/l，特美汀的终浓度为300mg/l，蔗糖的质量分数为3％。所述吲哚丁酸的简称为iba。21.优选地，所述胁迫处理包括干旱胁迫处理和低温胁迫处理。22.优选地，所述胁迫处理是先将dh纯系进行干旱胁迫处理，再进行低温胁迫处理。23.优选地，所述干旱胁迫处理是在dh纯系具有6片真叶时采用聚乙二醇进行的。优选地，所述低温胁迫处理是将干旱胁迫处理后的dh纯系在4℃环境中放置3d。24.优选地，所述番茄育种方法还包括以下步骤：胁迫处理后，将胁迫处理所得番茄植株通过经济性状检测进行比较，获得番茄优良品种，再将番茄优良品种通过品种比较试验及生产试验进行筛选后，进行新品系区域性试验，获番茄新品种。优选地，所述经济性状为植株长势、抗病性、产量、品质、果型、果色、单果重。具体实施方式25.下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。26.实施例27.本实施例的番茄育种方法，具体包括以下步骤：28.(1)在a番茄(a番茄为抗病品种番茄，具体品种为维也纳2号)开花的前一天下午对a番茄进行人工去雄，同时测定a番茄柱头的可授粉性，然后在授粉当天使用震荡授粉器采集b番茄(b番茄为优质品种番茄，具体品种为粉太郎2号)的雄花花粉，然后在a番茄去雄后的当天用b番茄的雄花花粉对a番茄进行授粉；授粉的时间为上午十点至下午4点，授粉的温度为18～28℃。然后对授粉后的a番茄进行管理，最后收集正常发育且饱满的种子，所得种子即为f1代。29.(2)将f1代的种子进行种植，得到f1代番茄植株，然后在f1代番茄开花的前一天下午对f1代番茄进行人工去雄，同时测定f1代番茄柱头的可授粉性，然后在授粉当天使用震荡授粉器采集c番茄(c番茄为高产品种番茄，具体品种为沃粉360)的雄花花粉并测定收集的花粉的生活力以确保授粉成功，然后在f1代番茄去雄后的当天用c番茄的雄花花粉对f1代番茄进行授粉；授粉的时间为上午十点至下午4点，授粉的温度为18～28℃。然后对授粉后的f1代番茄进行管理，最后收集正常发育且饱满的种子，所得种子即为复合杂交番茄。30.(3)将复合杂交番茄进行种植，待开花前的4-5天时(此时花蕾7-10mm，萼片裂开0-3mm，胚珠约0.05-0.06mm乘0.08-0.09mm大小)，先将花蕾浸入75％酒精溶液中进行表面消毒30s，再将表面消毒后的花蕾浸入由体积比为1:1的84消毒液和水组成的消毒混合液中进行深度消毒20～22min，然后将消毒后的花蕾用无菌水洗涤3次，每次5min，再用无菌纸吸干花蕾上的水分备用。31.(4)将步骤(3)中吸干水分后的花蕾剥取子房后放入直径为6cm的培养皿中，然后向培养皿中加5-6ml水，再用研棒轻压子房，使胚珠释放在水中，再用移液枪收集培养皿中的液体，再将收集的液体进行离心(500rpm/4min)以加速胚珠下沉至液体底部，得到胚珠浓缩液。32.(5)将步骤(4)所得胚珠浓缩液(离体胚珠)在诱导培养基中于28℃和黑暗环境中进行诱导培养，培养8-12h时，胚珠开始膨大，一周后胚珠大小增大一倍左右，10-15天时愈伤组织开始形成，20天后愈伤组织的高度达到2-3mm，一般每个离心管可以培养40-50个愈伤组织。诱导培养基的ph为5.8-6.0，诱导培养基以b5为基础培养基，诱导培养基中，2,4-d(2,4-二氯苯氧乙酸)的浓度为2.0μmol/l，6-ba(6-苄氨基腺嘌呤)的浓度为1.0μmol/l，蔗糖的浓度为20g/l，琼脂的浓度为8g/l。33.(6)将步骤(5)培养的愈伤组织转移到分化培养基中于28℃条件下进行分化培养，分化培养时需要循环周期性地调整培养的光照强度，以每24h(一天)作为一个循环周期，每一循环周期中的前16h在光照(光照的强度为1500lx)下培养，后8h在黑暗环境中培养，分化培养1周左右时，愈伤组织变为褐色，3周左右时愈伤组织开始变绿，2个月左右时愈伤组织开始完全变绿，在分化培养基继代培养，愈伤组织开始分化，至得到2-4片叶的不定芽。分化培养基的ph为5.8-6.0，分化培养基以b5为基础培养基，在分化培养基中，iaa(吲哚-3-乙酸)的浓度为0.01mg/l，zeatin(玉米素)的浓度为2.0mg/l，蔗糖的浓度为20g/l，琼脂的浓度为8g/l。34.(7)将步骤(6)得到的不定芽转移到生根培养基中进行生根培养，培养1周后开始生根，8-10天后，根长达到1-2cm，得到生根植株。通过染色体鉴定，收集根尖的染色体数为24的生根植株，当染色体鉴定结果显示生根植株的根尖的染色体数为12时，采用秋水仙素进行染色体加倍处理，得到根尖的染色体数为24的生根植株，根尖的染色体数为24的生根植株即为再生植株。生根培养基以ms为基础培养基，生根培养基中，iba(吲哚丁酸)的浓度为2mg/l，特美汀的浓度为300mg/l，蔗糖的质量分数为3％。35.(8)将步骤(7)得到的再生植株移栽至组培室里逐步开盖炼苗7天左右，再将幼苗使用正常育苗基质移栽于温室营养钵中，进行苗期正常管理，该植株即为dh纯系。36.(9)在dh纯系具有6片真叶时采用聚乙二醇进行干旱胁迫处理，然后再将干旱胁迫处理后的dh纯系放入4℃环境中进行低温胁迫处理3d，然后将低温胁迫处理后的没有出现萎蔫的dh纯系移入田间进行系统选育。37.(10)通过主要经济形状(植株长势、抗病性、产量、品质、果型、果色、单果重等经济形状)检测进行株系比较，根据上述经济形状检测结果，获得番茄优良品种；38.(11)将步骤(10)中获得的番茄优良品种通过品种比较试验及生产试验进行筛选后，进行新品系区域性试验，获番茄新品种。39.其中，再生植株根尖染色体鉴定的方法包括以下步骤：40.(1)在超净工作台上将步骤(7)中生根的植株幼嫩的根用镊子取下，然后放入装有0.5ml蒸馏水的离心管中备用。41.(2)将装有幼嫩根尖的离心管放入4℃冰箱中进行预处理12h。然后用卡诺固定液将预处理后的根尖于黑暗环境和18℃的条件下固定处理12h以上，然后将固定处理后的根尖转入体积分数为75％的酒精中，再置于4℃冰箱中保存备用。42.(3)取经卡诺固定液固定好的根尖，用蒸馏水洗涤后，转入1n盐酸中于60℃恒温下静置5min，对根尖进行解离处理。43.(4)将解离处理后的根尖置于载玻片上，再用镊子或刀片取下根尖，向载玻片上滴加1滴卡宝品红染液对根尖进行染色5min以上，再用镊子将染色后的根尖分成碎片，然后盖上清洁的盖玻片，用两张对折的滤纸包住平放，用左手食指压住滤纸或盖玻片，右手用皮头铅笔垂直轻敲，使细胞分散，染色体分开并呈一个平面，制好的染色体压片在显微镜下观察染色体，记录染色体数目。44.当根尖的染色体数为24时，则该生根的植株即为再生植株；当染色体数为12时，采用秋水仙素进行染色体加倍处理，得到根尖的染色体数为24的生根的植株。45.用秋水仙素对单倍体进行加倍的方法包括以下步骤：将生根的植株的根尖在0.06％浓度的秋水仙素中浸泡处理1d，然后用清水冲洗干净。46.当将步骤(3)中深度消毒的时间调整为15～17min时，离体胚珠的污染率升高，影响后续试验。47.实验例48.将实施例和对比例1-2得到的新品种番茄种子、浙粉702种子、金鹏1号种子在相同条件下进行种植，并记录番茄收货时的产量以及生长过程中的抗旱性、抗寒性、抗病性、病毒病发病率、疫病发病率和灰霉病发病率，结果如表1-2所示。49.其中，抗旱性的测试方法如下：分别从三个品种中选取饱满的种子50粒，催芽后播种于装有营养土的穴盘中。置于玻璃温室中于自然光下生长，昼温24～28℃，夜温20～25℃，相对湿度70～80％。待幼苗长至两叶一心时，挑选长势一致的幼苗移栽到直径为10cm的黑色营养钵内。营养钵内装等量的营养土。待幼苗长至5到6片真叶时，挑选生长一致的植株全部浸泡在深3～4cm的水中过夜，然后第二天将盘子里面剩余的水分倒掉，放在培养箱中进行断水处理；设置3次重复，每重复12株。挑选的材料随机置于白色托盘中，置于25℃培养箱中处理，光照强度120为μmol m-2s–1。每12h调换一次托盘位置，以减小位置效应的影响。处理过程中每天观察植株的表型。控水处理1周时，调查植株伤害等级。0级：叶片正常；1级：1-2片叶萎蔫；2级：半数以上叶片严重萎焉皱缩，叶柄下垂；3级：全部叶片萎蔫，茎秆明显萎缩；4级：整株萎焉，茎秆严重弯曲。实验结果为1级或0级时，将抗旱性分类为强。实验结果为2级时，将抗旱性分类为较强。实验结果为3级时，将抗旱性分类为较差；实验结果为4级时，将抗旱性分类为差。50.抗寒性的测试方法如下：分别从三个品种中选取饱满的种子50粒，催芽后播种于装有营养土的穴盘中。置于玻璃温室中于自然光下生长，昼温24～28℃，夜温20～25℃，相对湿度70～80％。待幼苗长至两叶一心时，挑选长势一致的幼苗移栽到直径10cm的黑色营养钵内。营养钵内装等量的营养土。待幼苗长至5到6片真叶时，挑选生长一致的植株用于低温处理。设置3次重复，每重复12株。挑选的材料随机置于白色托盘中，置于4℃低温培养箱中处理，光照强度为120μmol m-2s–1，相对湿度为70～80％。每12h调换一次托盘位置，以减小位置效应的影响。处理过程中每天观察植株的表型。低温处理3d时，调查叶片伤害等级。0级：叶片正常；1级：1-2片叶边缘略有皱缩叶；2级：1-2片叶萎焉皱缩；3级：半数以上叶片严重萎焉皱缩，叶柄下垂；4级：整株萎焉，顶端下垂。当实验结果为0级或1级时，将抗寒性分类为强；当实验结果为2级时，将抗寒性分类为较强；当实验结果为3级时，将抗寒性分类为较弱；当实验结果为4级时，将抗寒性分类为弱。51.抗病性的评价方法如下：52.(1)先按照下列标准评价疫病发病等级；53.0级：无病；54.1级：幼苗茎基部稍有变黑，但植株健康不萎焉；55.2级：幼苗茎基部变黑达1～2cm，叶片不可恢复性萎焉，下部叶片偶有脱落；56.3级：幼苗茎基部变黑达2cm以上，叶片明显萎焉或明显脱落；57.4级：幼苗茎基部变黑缢缩，除生长点外全部落叶或整株萎焉；58.5级：植株全部枯死。59.(2)然后计算病情指数：病情指数＝(σ病级株数×代表数值×100)/(株数总和×发病最重级代表数值)；60.(3)最后以第7d的病情指数对抗病性进行划分：61.高抗(hr)：病情指数≤10；62.抗病(r)：10＜病情指数≤30；63.中抗(mr)：30＜病情指数≤50；64.感病(s)：病情指数＞50。65.病毒病发病率＝病毒病发病的番茄植株占番茄总植株的百分比。66.疫病发病率＝疫病发病的番茄植株占番茄总植株的百分比。67.灰霉病发病率＝灰霉病发病的番茄植株占番茄总植株的百分比。68.表1不同品种番茄的产量、抗旱性、抗寒性、抗病性69.品种产量(kg/亩)抗旱性抗寒性抗病性浙粉7025083较强较弱中抗金鹏1号6195较差较强抗病实施例7214强强高抗70.表2不同品种番茄的病毒病发病率、疫病发病率和灰霉病发病率71.品种病毒病发病率/％疫病发病率/％灰霉病发病率/％浙粉70219.331.427.8金鹏1号28.637.639.2实施例17.523.920.372.结果表明，实施例培育出的番茄新品种的植株长势好，连续坐果能力强，产量高，并且具有抗旱性好、耐低温能力强、抗病性强、耐弱光能力强的优点。









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